Maturação estrutural de redes neurais e a percepção do tempo subjetivo: uma abordagem computacional baseada em liquid state machines
Nome Completo:
Rafael Delalibera Rodrigues
Unidade da USP:
Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação
Programa de Pós-Graduação:
Ciência de Computação e Matemática Computacional
Nível:
Doutorado
Resumo:
Por que sentimos que o tempo passa mais rápido à medida que envelhecemos? Essa é uma experiência comum, mas que até hoje intriga a ciência. Esta tese investigou o fenômeno a partir de um olhar inovador: unir neurociência, psicologia, inteligência artificial e ciência da computação para entender como mudanças na estrutura do cérebro ao longo da vida afetam a nossa percepção do tempo. Durante a infância, o cérebro é altamente conectado, com muitas ligações entre neurônios e atividade mais excitatória, mas pouco especializada. Na vida adulta, ocorre um processo de reorganização: o cérebro passa a ter menos conexões diretas, porém mais eficientes, formando uma rede mais integrada e especializada. Essa mudança estrutural ajuda a explicar por que, com a maturidade, nossa mente integra informações em janelas de tempo mais longas. Como consequência, temos a sensação de que os dias e os anos "voam", já que dispomos de uma densidade menor de janelas integrativas por unidade de tempo real. Para investigar esse fenômeno, adaptamos modelos de redes neurais artificiais inspirados no funcionamento do cérebro, chamados Liquid State Machines. Essas redes permitiram simular e comparar dois estágios de desenvolvimento cerebral: o infantil e o adulto, evidenciando como a organização das conexões influencia nossa experiência temporal. Em termos simples: um cérebro jovem funciona como um sistema mais reativo, porém pouco integrado; já o cérebro maduro é mais organizado e especializado. É justamente essa maior integração estrutural que prolonga o tempo necessário para processar informações, produzindo a sensação de que os dias e os anos passam mais rápido. Trata-se de uma investigação científica sobre um dos fenômenos mais intrigantes da experiência humana: a percepção do tempo. Ao buscar compreender como as mudanças estruturais do cérebro ao longo da vida influenciam essa percepção, a pesquisa abre espaço para novas interpretações no campo da neurociência e da cognição. De forma indireta, esse conhecimento também pode gerar impactos relevantes para a sociedade. Na educação, pode orientar práticas pedagógicas que considerem como diferentes faixas etárias integram informações no tempo. Na saúde, pode oferecer pistas adicionais sobre distúrbios neurológicos e psiquiátricos em que a percepção temporal se encontra alterada, como epilepsia, Parkinson e esclerose múltipla. Já no campo da tecnologia, pode inspirar avanços em inteligência artificial, incentivando a criação de sistemas que lidem com informações temporais de modo mais semelhante ao cérebro humano. Em resumo, esta pesquisa mostra que a percepção do tempo não depende apenas de fatores psicológicos, mas também de mudanças na estrutura cerebral. Ao trazer esse fenômeno para o campo computacional, abre-se um caminho interdisciplinar que pode contribuir tanto para melhorar a qualidade de vida das pessoas quanto para desenvolver tecnologias mais humanas.